用于电主轴的液压径向制动器的制造方法
【专利摘要】本发明属于电主轴领域，具体提供一种用于电主轴的液压径向制动器。本发明旨在解决现有电主轴锁紧装置加工装配复杂以及电主轴锁紧时轴向窜动的问题。本发明的液压径向制动器包括：法兰盘、固定在电主轴壳体上的液压座、设置在液压座上的制动环，法兰盘与电主轴的转轴固定连接，液压座上设置有液压通道，液压通道内被通入液压油，液压油驱动制动环径向压紧法兰盘，从而制动并锁紧电主轴。本发明不仅简化了电主轴制动装置的结构，还消除了锁紧电主轴时施加到电主轴上的轴向力，进而提高了电主轴上轴承的使用寿命。
【专利说明】
用于电主轴的液压径向制动器
技术领域
[0001]本发明属于电主轴领域，具体提供一种用于电主轴的液压径向制动器。
【背景技术】
[0002]早在20世纪50年代，就已经出现了用于磨削小孔的高频电主轴，当时的变频器采用的是真空电子管，虽然转速高，但是传递的功率和转矩都很小。随着对高速切削的需求和电子技术的进步，全固态元件的变频器和矢量控制驱动器应运而生；加之混合陶瓷轴承的出现，使得在20世纪80年代末、90年代初出现了用于铣削、车削的加工中心，并且近年来车铣复合式电主轴日益盛行。车铣复合式电主轴一般采用的是齿轮锁紧或者外接盘式制动的方式，锁紧装置的加工、装配以及安装很是繁琐，并且在电主轴锁紧时会出现轴向上的窜动。
[0003]相应地，本领域需要一种新的电主轴制动器来解决上述问题。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有电主轴锁紧装置加工、装配复杂以及电主轴锁紧时存在轴向窜动的问题，本发明提供了一种用于电主轴的液压径向制动器，所述电主轴包括转轴和主轴壳体，其特征在于，所述液压径向制动器包括固定在所述主轴壳体上的液压座和设置在所述液压座上的制动环，所述液压座上设置有液压通道;所述制动环包括摩擦环，所述摩擦环包括至少一个摩擦片和连接到所述摩擦片的至少一个弹性构件，在操作过程中，当所述液压通道内被通入液压油时，所述液压油沿径向向内挤压所述摩擦片并因此压缩所述弹性构件，使得所述摩擦片沿径向压紧所述转轴，从而制动并锁紧所述转轴。
[0005]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述制动环还包括径向压缩密封圈，所述径向压缩密封圈沿径向嵌套在所述摩擦环的外侧，所述径向压缩密封圈上设置有与所述液压通道接通的环形凹槽，使得所述液压油能够径向压缩所述径向压缩密封圈，从而驱动所述摩擦环制动并锁紧所述转轴。
[0006]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述液压径向制动器还包括法兰盘，所述法兰盘沿径向设置在所述摩擦环内侧并与所述转轴固定连接，使得所述摩擦环能够通过径向挤压所述法兰盘来制动和锁紧所述转轴。
[0007]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述径向压缩密封圈的内侧设置有槽，所述摩擦片的外侧设置有凸榫，在组装好的状态下，所述凸榫嵌设在所述槽中。
[0008]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述液压座上设置有环形槽，所述径向压缩密封圈设置在所述环形槽中。
[0009]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述摩擦环包括两个弧形摩擦片和分别连接到所述摩擦片的两端的两个弹簧。
[0010]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述液压座内设置有圆孔，所述摩擦环和所述法兰盘沿径向依次设置在所述圆孔内。
[0011]在上述液压径向制动器的优选实施方式中，所述径向压缩密封圈是W型圈或U型圈。
[0012]本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，通过在电主轴的转轴上设置固定连接的法兰盘，在主轴壳体上设置固定连接的液压座，在液压座内设置液压通道以及圆孔和与液压通道连通的环形槽，并且在圆孔内沿径向设置包括摩擦片和弹簧的摩擦环，在环型槽中设置W型圈或U型圈。在非操作状态下，由于弹簧的作用，摩擦片沿径向向外抵靠在W型圈或U型圈的内侧。当电主轴需要锁紧时，液压通道内被通入高压液压油，液压油周向压缩W型圈或U型圈，使其径向挤压摩擦片，导致弹簧压缩变形，使摩擦片与法兰盘周向接触压紧，以此来制动和锁紧法兰盘，达到制动和锁紧电主轴的转轴的目的。由于本发明的液压径向制动器是对转轴进行径向制动和锁紧的，所以转轴不会受到轴向上的力，不会造成轴向上的窜动，因此提高了轴承的使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的液压径向制动器的整体结构示意图；
[0014]图2是本发明的液压径向制动器的局部放大图；
[0015]图3是图2中的H部分的局部放大图；
[0016]图4是本发明的液压径向制动器的制动环的侧视图。
【具体实施方式】
[0017]下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。例如，虽然说明书和附图中是按照竖直方向来描绘用于电主轴的液压径向制动器，但这仅仅是为了方便描述，并不影响液压径向制动器的水平使用，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。事实上，电主轴以及该液压径向制动器在实践中通常是水平设置的。
[0018]需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0020]如图1所示，电主轴I包括主轴壳体11和设置在主轴壳体11内部的转轴12。液压径向制动器2与主轴壳体11固定连接，并能够对转轴12进行制动和锁紧。
[0021 ] 如图1和图2所示，液压径向制动器2包括液压座23、制动环和法兰盘25。制动环包括W型圈24和嵌套在W型圈24内侧的摩擦环22。具体地，如图1和2所示，W型圈24的内侧设置有槽，摩擦环22的外侧设置有凸榫，在组装好的状态下，所述凸榫嵌设到所述槽中，从而将W型圈24与摩擦环22互连起来。液压座23的下端(图1至图3中所示液压座23的下端)设置有液压通道231，液压座23的内侧(图1至图3中所示液压座23的内侧)设置有圆孔232。液压座23上还设置有环形槽，该环形槽与液压通道231连通。W型圈24安装在该环形槽内，并且W型圈24的外圈上设置有环形凹槽(S卩，图2中与液压通道231连通的部位)。本领域技术人员容易理解的是，尽管本申请是结合W型圈来描述的，但是，本发明并不局限于这种具体的密封圈形状，只要能够在保证密封的情况下通过施加液压油来实现径向收缩，本领域技术人员可以根据需要选择其他密封圈形状，例如U型圈。
[0022]优选地，W型圈24采用具有弹性的橡胶制作而成，以便向液压通道231内通高压液压油时，W型圈24受到液压油的压力能够径向收缩，进而压缩摩擦环22，并且W型圈24在环形槽内还能够对液压油起到密封作用，以防止液压油泄漏。
[0023]如图2和图4所示，摩擦环22包括两个弧形摩擦片以及连接在两个弧形摩擦片之间的两个弹簧28。在非操作状态下，所述摩擦片在弹簧28的作用力下被沿径向向外撑开，并因此将W型圈24沿径向向外撑开。虽然本申请中描述了两个摩擦片和两个弹簧，但是，本领域技术人员可以根据需要对摩擦片和弹簧的数量作出调整，以便适应具体的应用场合。
[0024]继续参阅图1和图2，法兰盘25与转轴12固定连接，优选地，采用螺栓固定的方式，本领域技术人员能够理解的是，法兰盘25与转轴12除了通过螺栓固定连接的方式外，很明显还有其他的固定连接方式，例如，螺纹连接、过盈配合等。从图1和图2中可以看出，法兰盘25位于摩擦环22内，并与摩擦环22同轴，以便于摩擦环22压缩收紧时法兰盘25的外圆周能够均匀受力。
[0025]如图3所示，摩擦环22的摩擦片与法兰盘25之间留有一个很小的间隙26，以便摩擦环22受到W型圈24的压缩时，能够快速作出反应并压紧法兰盘25，进而制动和锁紧电主轴I的转轴12。本领域技术人员能够理解的是，在条件许可的情况下，间隙26应做得尽量小些，用以确保电主轴I能够被快速地制动和锁紧。
[0026]下面结合图1至图3对电主轴的锁紧以及解锁过程进行详细说明。当电主轴I需要锁紧时，向液压通道231内通入高压液压油，高压液压油进入W型圈24的环形凹槽内给W型圈24的施加一个周向的压力，在该压力的作用下，W型圈24会变形收缩，致使W型圈24向内挤压摩擦环22，此时弹簧28被压缩，摩擦片沿径向向内收紧，间隙26消除，两个摩擦片开始对固定在转轴12上的法兰盘25进行制动和锁紧，从而制动和锁紧转轴12。当电主轴I需要旋转时，液压通道231的液压油被泄压，此时摩擦环22在弹簧28的弹力作用下恢复原来的形状，摩擦环22(具体是摩擦片)脱离与法兰盘25的接触，W型圈24在自身弹力和摩擦环22施加到其上力的共同作用下恢复原来的形状，从而解除转轴12的锁定。
[0027]本发明的液压径向制动器通过液压油驱动W型圈24进而驱动摩擦环22对法兰盘25进行周向制动和锁紧，使得转轴12只受到径向力制动，不存在轴向的制动力，从而避免了转轴12在轴向上的窜动，并提高了电主轴I上轴承的使用寿命。
[0028]至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些【具体实施方式】。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于电主轴的液压径向制动器，所述电主轴包括转轴和主轴壳体， 其特征在于，所述液压径向制动器包括固定在所述主轴壳体上的液压座和设置在所述液压座上的制动环，所述液压座上设置有液压通道； 所述制动环包括摩擦环，所述摩擦环包括至少一个摩擦片和连接到所述摩擦片的至少一个弹性构件，在操作过程中，当所述液压通道内被通入液压油时，所述液压油沿径向向内挤压所述摩擦片并因此压缩所述弹性构件，使得所述摩擦片沿径向压紧所述转轴，从而制动并锁紧所述转轴。2.根据权利要求1所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述制动环还包括径向压缩密封圈，所述径向压缩密封圈沿径向嵌套在所述摩擦环的外侧，所述径向压缩密封圈上设置有与所述液压通道接通的环形凹槽，使得所述液压油能够径向压缩所述径向压缩密封圈，从而驱动所述摩擦环制动并锁紧所述转轴。3.根据权利要求2所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述液压径向制动器还包括法兰盘，所述法兰盘沿径向设置在所述摩擦环内侧并与所述转轴固定连接，使得所述摩擦环能够通过径向挤压所述法兰盘来制动和锁紧所述转轴。4.根据权利要求3所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述径向压缩密封圈的内侧设置有槽，所述摩擦片的外侧设置有凸榫，在组装好的状态下，所述凸榫嵌设在所述槽中。5.根据权利要求4所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述液压座上设置有环形槽，所述径向压缩密封圈设置在所述环形槽中。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述摩擦环包括两个弧形摩擦片和分别连接到所述摩擦片的两端的两个弹簧。7.根据权利要求6所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述液压座内设置有圆孔，所述摩擦环和所述法兰盘沿径向依次设置在所述圆孔内。8.根据权利要求7所述的用于电主轴的液压径向制动器，其特征在于，所述径向压缩密封圈是W型圈或U型圈。
【文档编号】F16D121/02GK106090071SQ201610688769
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月18日 公开号201610688769.6, CN 106090071 A, CN 106090071A, CN 201610688769, CN-A-106090071, CN106090071 A, CN106090071A, CN201610688769, CN201610688769.6
【发明人】项久鹏, 蒙七星
【申请人】北京超同步伺服股份有限公司